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相似則について

ある構造物があったとして,それの1/1000の質量の模型を作った場合, 固有振動数はどのように求めればよいでしょうか? 条件として,固有振動数は,質量の1/2に反比例,表面積の1/4に比例する ことがわかっています. これは,平成13年の技術士1次試験の過去問題なのですが,相似則に関する 知識が無いため,物理の参考書を何冊かあたってみたのですが,これに 関する記述がないため,戸惑っています.

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  • yokkun831
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回答No.1

材料の密度は同じと考えていいのですよね。 質量が1/1000ということは体積が1/1000ということ になります。すると,長さの縮尺が1/10,したがって 表面積は1/100になると思います。質量M,表面積Sと して固有振動数は, f'=kS'/M'=k(S/100)/(M/1000)=10k(S/M)=10f となると思います。縮尺に関する基本的な問題です。 ところで心配になりましたが,1/2乗,1/4乗の間違い ではないですか?もしそうならば, f'=kS'^(1/4)/√M'=k(S/100)^(1/4)/√(M/1000) =√1000/√10kS/M=10f 答えは偶然一致しましたが,大違いです。

asa_hikawa
質問者

お礼

ご指摘のとおり,1/2乗,1/4乗でした. 縮尺さえきちんと考えることができれば,固有振動数の求め方も 書いてあり,非常に基本的かつ分かりやすい問題なのですね. ありがとうございました.

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